專利名稱：用于熱交換器的除霜器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于熱交換器的除霜器及其制造方法，更具體地說，涉及一種能使用對(duì)環(huán)境有利的代用制冷劑、并能改進(jìn)除霜性能的用于熱交換器的除霜器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的制冷循環(huán)系統(tǒng)中，通過向壓縮機(jī)提供電能將制冷劑壓縮成高溫高壓狀態(tài)。然后在冷凝器中向外部放熱將經(jīng)壓縮的高溫高壓制冷劑冷凝，冷凝的制冷劑經(jīng)毛細(xì)管流入蒸發(fā)器。當(dāng)制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)時(shí)，蒸發(fā)器從外部吸收熱量。在這種類型的制冷循環(huán)系統(tǒng)中，用于將熱釋放到外部的冷凝器或從外部吸收熱量的蒸發(fā)器都被稱之為熱交換器。
電冰箱或空調(diào)器等利用制冷循環(huán)系統(tǒng)的熱交換器保存食物或?qū)⑹覂?nèi)的溫度保持在舒適的狀態(tài)。通常將熱交換器彎曲以形成制冷劑在其中流動(dòng)的多種形式的制冷劑管道，并使多個(gè)傳熱翅片40與彎曲的制冷劑管道結(jié)合，以便增大傳熱面積。當(dāng)制冷劑在制冷劑管道中流動(dòng)時(shí)，熱交換器通過制冷劑管道和傳熱翅片40與外部空氣進(jìn)行熱交換。
本發(fā)明人認(rèn)為，現(xiàn)有的系統(tǒng)具有如下缺陷。在電冰箱或陳列柜之類的設(shè)備中，熱交換器安裝在食物存儲(chǔ)空間的一側(cè)，利用設(shè)置在熱交換器一側(cè)的風(fēng)扇使空氣流動(dòng)，當(dāng)空氣流動(dòng)或通過熱交換器循環(huán)時(shí)，流動(dòng)的空氣使食物儲(chǔ)存空間保持在冷卻狀態(tài)。然而，在這個(gè)過程中，由于空氣中的水分使食物儲(chǔ)存空間內(nèi)的熱交換器的表面結(jié)霜。結(jié)霜將大大降低熱交換器的熱交換性能。因此，在熱交換器的系統(tǒng)內(nèi)安裝除霜器，以便定期進(jìn)行除霜。
圖1示出了現(xiàn)有熱交換器的除霜器的一個(gè)實(shí)例。如圖1所示，熱交換器包括多根安裝在兩個(gè)支架10之間的直管20。為了將直管20連接到共用流動(dòng)通路上，利用彎曲的連接管30分別與各直管20連接。各連接管30分別設(shè)置在支架10的兩側(cè)。多個(gè)傳熱翅片40也與直管20結(jié)合。
除霜器通常包括一個(gè)安裝在傳熱翅片40下方的加熱器50。具有一定長度的加熱器50是彎曲的，并且加熱器50的兩側(cè)分別與支架10結(jié)合。加熱器50安裝在空氣流動(dòng)通路的空氣進(jìn)口側(cè)，在空氣流動(dòng)通路中的空氣流過熱交換器。
下面將更詳細(xì)地描述現(xiàn)有熱交換器中的除霜器的運(yùn)行過程。當(dāng)熱交換器運(yùn)行時(shí)，靠風(fēng)扇(圖中未示出)的旋轉(zhuǎn)使空氣流入熱交換器。當(dāng)空氣在熱交換器的傳熱翅片40之間循環(huán)時(shí)，進(jìn)行熱交換，然后將換熱后的冷空氣排出熱交換器。如上所述，當(dāng)在熱交換器上形成霜時(shí)，停止熱交換器的運(yùn)行和/或使有效熱傳遞大大降低。因此，需要向加熱器50供電，以使加熱器50加熱。加熱器50產(chǎn)生的熱隨空氣一起傳送到熱交換器，以進(jìn)行除霜。這里，利用加熱器產(chǎn)生的熱的對(duì)流和輻射來進(jìn)行除霜。
具有電阻絲式加熱器的除霜器在受到振動(dòng)或外部沖擊時(shí)具有很高的穩(wěn)定性，每單位長度的熱能大，并且表面溫度常常很高(不低于500℃)。但是，電阻絲式除霜器通常只用在對(duì)環(huán)境不利的制冷劑的情況中。特別是，當(dāng)這種除霜器用在對(duì)環(huán)境有利的代用制冷劑的情況時(shí)，由于這種加熱器的巨大熱能，所以著火的危險(xiǎn)性很大。例如，當(dāng)使用像目前所用的R-134這樣的制冷劑時(shí)，著火的危險(xiǎn)性很低。但當(dāng)使用對(duì)環(huán)境有利的制冷劑，如R600a等時(shí)，著火的危險(xiǎn)性很高，因而不能使用電阻絲式加熱器。
此外，由于利用設(shè)置在熱交換器一側(cè)的加熱器50產(chǎn)生的熱來進(jìn)行除霜，所以通常只在緊靠加熱器50的部分能快速除霜。因此，為了除去整個(gè)熱交換器的霜，就需要花費(fèi)許多時(shí)間和耗費(fèi)大量能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷并可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)的其它優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能使用對(duì)環(huán)境有利的代用制冷劑和/或提高除霜性能的熱交換器的除霜器及其制造方法。
本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)這些或其它要解決的技術(shù)問題可由下述熱交換器的除霜器來解決，該除霜器包括具有預(yù)定面積并安裝在熱交換器上的傳熱板；設(shè)置在傳熱板上的薄膜加熱器；及連接到薄膜加熱器上、以向薄膜加熱器提供電源的電源線。
解決本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)這些或其它技術(shù)問題的熱交換器包括多根管；多個(gè)翅片；和一除霜器，所述除霜器包括具有預(yù)定面積并安裝在熱交換器上的傳熱板；設(shè)置在傳熱板上的薄膜加熱器；及連接在薄膜加熱器上、以向薄膜加熱器提供電源的電源線。
利用熱交換器的除霜器的制造方法也能解決一個(gè)或多個(gè)這些或其它技術(shù)問題，該方法包括在用電阻材料制成的基板上附著具有預(yù)定形狀的掩膜；根據(jù)掩膜的預(yù)定形狀在基板上形成薄膜加熱器圖案；將薄膜加熱器粘合到具有預(yù)定面積的傳熱板上；及將電源線連接到薄膜加熱器上。
從下面的詳細(xì)描述中可清楚地看出本發(fā)明進(jìn)一步的應(yīng)用范圍。但應(yīng)理解到，對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，從這些詳細(xì)描述中，可明顯得出在本發(fā)明的構(gòu)思和保護(hù)范圍內(nèi)的各種不同的變換和改型，所以盡管給出的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，這些詳細(xì)的描述和特定的實(shí)例也只是為了舉例說明。


從下面的詳細(xì)描述和示意地表示出的附圖中可更全面地理解本發(fā)明，因此它們不是對(duì)本發(fā)明的限制。附圖中圖1是現(xiàn)有熱交換器的除霜器的前視圖；圖2是本發(fā)明一實(shí)施方式的熱交換器的除霜器的透視圖；圖3是本發(fā)明一實(shí)施方式的熱交換器的除霜器的分解透視圖；圖4A至4E是順序地示出了本發(fā)明一實(shí)施方式的熱交換器的除霜器的制造方法的平面圖；圖5是本發(fā)明一實(shí)施方式的熱交換器的除霜器的溫度隨除霜時(shí)間變化的曲線圖；及圖6是本發(fā)明的熱交換器的除霜器的結(jié)霜量和除霜量隨除霜時(shí)間變化的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖描述本發(fā)明。圖2是本發(fā)明一實(shí)施方式的熱交換器的除霜器的透視圖。圖3是本發(fā)明一實(shí)施方式的熱交換器的除霜器的分解透視圖。在這些附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同的部件。
如圖2和3所示，本發(fā)明的熱交換器的除霜器包括具有預(yù)定面積的傳熱板60，該傳熱板安裝或固定在熱交換器上；設(shè)置在傳熱板60上的薄膜加熱器70；及連接到薄膜加熱器70上、用于向薄膜加熱器70提供電能的電源線80。
熱交換器包括兩個(gè)相互隔開一定距離設(shè)置的矩形支架10；多個(gè)相互連接在有規(guī)定間隔的兩個(gè)支架10之間的直管20；設(shè)置在支架10的外表面上、以便將直管20連接在一個(gè)流路中的彎曲連接管30；及多個(gè)與直管20結(jié)合的傳熱翅片40。
傳熱板60是對(duì)應(yīng)于熱交換器的一側(cè)表面形成的矩形板。傳熱板60安裝在熱交換器上，并設(shè)置在空氣流動(dòng)通路的一側(cè)表面上，空氣在該流動(dòng)通路中流過熱交換器。例如，當(dāng)空氣通過熱交換器時(shí)，空氣沿與熱交換器的支架10的寬度相一致的方向流動(dòng)，例如，傳熱板60安裝在支架10的一側(cè)表面上，或傳熱翅片40的一側(cè)表面上。當(dāng)然，傳熱板(一塊或多塊)60可分別與支架10的一側(cè)或兩側(cè)結(jié)合。傳熱板60用容易形成彎曲形狀的柔性材料制成，如傳熱板60可用金屬或塑料制成。
設(shè)置薄膜加熱器70時(shí)，使它覆蓋傳熱板60一側(cè)的整個(gè)表面區(qū)域。薄膜加熱器70可以由具有閉環(huán)形狀的回路構(gòu)成。例如，薄膜加熱器70可包括一個(gè)方形框架線71和多根沿加熱器70的長度方向、以規(guī)定間隔與框架線71相連的連接線72。薄膜加熱器70可以是突起的或形成在傳熱板60的表面上。一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的薄膜加熱器70是用厚度大約為20-30μm的電阻材料、如鋁制成的。另外，可在傳熱板60上形成槽，并且可將薄膜加熱器70插入傳熱板60的槽內(nèi)或形成在所述槽內(nèi)。然后將電源線80連接到薄膜加熱器70的一側(cè)，用以向加熱器70供電。
下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明一實(shí)施方式的除霜器的制造方法。圖4A至4E是順序地表示本發(fā)明一實(shí)施方式的熱交換器的除霜器的制造方法的平面圖。如圖4A所示，加工一個(gè)具有電阻體的基板100。然后按預(yù)定形狀，如按薄膜加熱器70的形狀在基板100上形成遮掩。例如，在遮掩過程中，將具有薄膜加熱器70形狀的掩膜70F粘結(jié)在基板100上。基板100可用幾種材料制成，例如優(yōu)選用鋁制成，并且厚度大約為20-30μm。
如圖4B和4C所示，通過對(duì)粘結(jié)在基板100上的掩膜70F進(jìn)行蝕刻來去除未被遮掩的剩余部分。例如，在蝕刻過程中使用強(qiáng)酸溶液。在完成蝕刻過程后，(基板的)留下的部分形成薄膜加熱器70。
如圖4D所示，將薄膜加熱器70設(shè)置在傳熱板60上。傳熱板60是一塊按照與熱交換器的一側(cè)表面相一致的預(yù)定形狀形成的柔性矩形板。如上所述，傳熱板60可用金屬或塑料制成。如圖4E所示，將電源線80連接到加熱器70上，例如優(yōu)選連接到薄膜加熱器70的一側(cè)上。
然后將制成的除霜器安裝在熱交換器上。除霜器設(shè)置在熱交換器的一側(cè)表面上，以使除霜器處于空氣流動(dòng)通路一側(cè)，空氣在該通路中流過熱交換器。
下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的除霜器及其制造方法的一些優(yōu)點(diǎn)。
第一，熱交換器安裝在電冰箱或陳列柜等的食物儲(chǔ)存空間的一側(cè)，本發(fā)明的除霜器安裝在熱交換器的一側(cè)。安裝在熱交換器一側(cè)的風(fēng)扇與熱交換器同時(shí)運(yùn)行，用以在空氣通過熱交換器循環(huán)流動(dòng)時(shí)，形成使食物儲(chǔ)存空間維持在冷卻狀態(tài)的氣流。由于食物儲(chǔ)存空間中含有水分，所以在熱交換器的表面上形成霜。然后，在感應(yīng)或檢測(cè)到霜時(shí)，向除霜器的電源線80供電。
當(dāng)將電源供給電源線80時(shí)，對(duì)薄膜加熱器70加熱并產(chǎn)生熱量，熱量通過傳熱板60被傳送到熱交換器，并除去熱交換器的傳熱翅片40上形成的霜。通常薄膜加熱器70的表面溫度不高于50℃。熱從加熱器70通過傳熱板60傳送到整個(gè)熱交換器，用以融化全部的霜。
在本發(fā)明中，除霜是與沿?zé)峤粨Q器的整個(gè)區(qū)域的傳熱同時(shí)進(jìn)行的，所以可快速完成除霜。此外，由于在傳熱板上形成薄膜加熱器70，所以薄膜加熱器70每單位長度的發(fā)熱量較低，從而也降低了著火的危險(xiǎn)性。
圖5是本發(fā)明熱交換器的除霜器的溫度隨除霜時(shí)間變化的曲線圖。如圖5所示，在除霜周期完成后，除霜器的溫度不超過50℃。由于傳遞給熱交換器的熱使其保持在20℃以上，所以可有效地進(jìn)行熱傳遞。此外，由于被除霜器加熱的部分周圍的空氣溫度不超過10℃，所以不影響食物儲(chǔ)存空間的溫度。
圖6是本發(fā)明熱交換器的除霜器的結(jié)霜量和除霜量隨除霜時(shí)間變化的曲線圖。如圖6所示，隨著時(shí)間的推移，結(jié)霜量減少并可順利地進(jìn)行除霜。
如上所述，在本發(fā)明的熱交換器的除霜器及其制造方法中，除霜是沿?zé)峤粨Q器的整個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的，除霜時(shí)間縮短，能源消耗降低，而且提高了除霜器的效率。此外，除霜器的每單位長度的發(fā)熱量較低，這就大大降低了著火的危險(xiǎn)性。因此，這種除霜器可安全地與對(duì)環(huán)境有利的代用制冷劑一起使用。
顯然，在不超出本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下，可用許多方法對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改型。所有這些改型對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都是顯而易見的，并都落入本申請(qǐng)權(quán)利要求書要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于熱交換器的除霜器，所述除霜器包括一具有預(yù)定面積并安裝在熱交換器上的傳熱板；一設(shè)置在所述傳熱板上的薄膜加熱器；及連接到所述薄膜加熱器上、用以向該薄膜加熱器提供電源的電源線。
2.按照權(quán)利要求1所述的除霜器，其中，所述傳熱板用柔性材料制成。
3.按照權(quán)利要求1所述的除霜器，其中，所述傳熱板用金屬材料制成。
4.按照權(quán)利要求1所述的除霜器，其中，所述傳熱板用塑料制成。
5.按照權(quán)利要求1所述的除霜器，其中，所述薄膜加熱器覆蓋所述傳熱板一側(cè)的整個(gè)區(qū)域。
6.按照權(quán)利要求1所述的除霜器，其中，所述薄膜加熱器從所述傳熱板的一表面突起。
7.按照權(quán)利要求1所述的除霜器，其中，所述薄膜加熱器設(shè)置在所述傳熱板上并插在形成在該傳熱板表面的槽內(nèi)。
8.按照權(quán)利要求1所述的除霜器，其中，所述薄膜加熱器用鋁制成，并且其厚度大約為20-30μm。
9.一種熱交換器，包括多根管；多個(gè)翅片；及一個(gè)除霜器，所述除霜器包括一傳熱板，它具有預(yù)定區(qū)域并安裝在所述熱交換器上；一薄膜加熱器，它設(shè)置在所述傳熱板；及電源線，它連接在所述薄膜加熱器上，用于向該薄膜加熱器提供電源。
10.按照權(quán)利要求9所述的熱交換器，其中，所述傳熱板位于空氣流動(dòng)通路的第一側(cè)，空氣在該通路中流過熱交換器。
11.按照權(quán)利要求9所述的熱交換器，其中，所述傳熱板用柔性材料制成。
12.按照權(quán)利要求9所述的熱交換器，其中，所述傳熱板用金屬材料制成。
13.按照權(quán)利要求9所述的熱交換器，其中，所述傳熱板用塑料制成。
14.按照權(quán)利要求9所述的熱交換器，其中，所述薄膜加熱器覆蓋所述傳熱板一側(cè)的整個(gè)區(qū)域。
15.按照權(quán)利要求9所述的熱交換器，其中，所述薄膜加熱器從所述傳熱板的一表面突起。
16.按照權(quán)利要求9所述的熱交換器，其中，所述薄膜加熱器設(shè)置在所述傳熱板上并插在形成在該傳熱板表面的槽內(nèi)。
17.按照權(quán)利要求9所述的熱交換器，其中，所述薄膜加熱器用鋁制成，并且其厚度大約為20-30μm。
18.一種熱交換器的除霜器的制造方法，所述方法包括在用電阻材料制成的基板上附著具有預(yù)定形狀的掩膜；根據(jù)掩膜的預(yù)定形狀在所述基板上形成薄膜加熱器圖案；將所述薄膜加熱器粘合到具有預(yù)定面積的傳熱板上；及將電源線連接到所述薄膜加熱器上。
19.按照權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述基板用鋁制成。
20.按照權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述基板的厚度為20-30μm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于熱交換器的除霜器，它包括一具有預(yù)定面積并安裝在熱交換器上的傳熱板；一設(shè)置在傳熱板上的薄膜加熱器；及連接到薄膜加熱器上、用以向薄膜加熱器提供電源的電源線。所述除霜器可利用下述方法制造在用電阻材料制成的基板上附著具有預(yù)定形狀的掩膜；根據(jù)掩膜的預(yù)定形狀在基板上形成薄膜加熱器圖案；將薄膜加熱器粘合到具有預(yù)定面積的傳熱板上；及將電源線連接到薄膜加熱器上。據(jù)此，本發(fā)明可提高熱交換器的除霜性能并可使用對(duì)環(huán)境有利的代用制冷劑，同時(shí)使熱交換器的除霜器的溫度較低。
文檔編號(hào)F25D21/08GK1536297SQ20041000400
公開日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2004年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月8日
發(fā)明者趙南洙, 池成, 李將石 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社